Java中的增強for循環(foreach)的實現原理與坑
在JAVA中,遍歷集合和數組一般有以下三種形式:
- for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
- System.out.print(list.get(i) + ",");
- }
- Iterator iterator = list.iterator();
- while (iterator.hasNext()) {
- System.out.print(iterator.next() + ",");
- }
- for (Integer i : list) {
- System.out.print(i + ",");
- }
***種是普通的for循環遍歷、第二種是使用迭代器進行遍歷,第三種我們一般稱之為增強for循環(for each)。
可以看到,第三種形式是JAVA提供的語法糖,這里我們剖洗一下,這種增強for循環底層是如何實現的。
我們對以下代碼進行反編譯:
- for (Integer i : list) {
- System.out.println(i);
- }
反編譯后:
- Integer i;
- for(Iterator iterator = list.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(i)){
- i = (Integer)iterator.next();
- }
反編譯后的代碼其實比較復雜,我們按照執行順序拆解一下:
- Integer i; 定義一個臨時變量i
- Iterator iterator = list.iterator(); 獲取List的迭代器
- iterator.hasNext(); 判斷迭代器中是否有未遍歷過的元素
- i = (Integer)iterator.next(); 獲取***個未遍歷的元素,賦值給臨時變量i
- System.out.println(i) 輸出臨時變量i的值
如此循環往復,直到遍歷完List中的所有元素。
通過反編譯,我們看到,其實JAVA中的增強for循環底層是通過迭代器模式來實現的。
既然增強for循環通過迭代器實現,那么必然有迭代器的特性。在Java中的fail-fast機制中有介紹過。在使用迭代器遍歷元素的時候,在對集合進行刪除的時候一定要注意,使用不當有可能發生ConcurrentModificationException,如以下代碼:
- for (Student stu : students) {
- if (stu.getId() == 2)
- students.remove(stu);
- }
會拋出ConcurrentModificationException異常。
Iterator是工作在一個獨立的線程中,并且擁有一個 mutex 鎖。 Iterator被創建之后會建立一個指向原來對象的單鏈索引表,當原來的對象數量發生變化時,這個索引表的內容不會同步改變,所以當索引指針往后移動的時候就找不到要迭代的對象,所以按照 fail-fast 原則 Iterator 會馬上拋出java.util.ConcurrentModificationException異常。
所以 Iterator 在工作的時候是不允許被迭代的對象被改變的。但你可以使用 Iterator 本身的方法 remove() 來刪除對象,Iterator.remove() 方法會在刪除當前迭代對象的同時維護索引的一致性。
正確的在遍歷的同時刪除元素的姿勢:
- Iterator<Student> stuIter = students.iterator();
- while (stuIter.hasNext()) {
- Student student = stuIter.next();
- if (student.getId() == 2)
- stuIter.remove();//這里要使用Iterator的remove方法移除當前對象,如果使用List的remove方法,則同樣會出現ConcurrentModificationException
- }
【本文是51CTO專欄作者Hollis的原創文章,作者微信公眾號Hollis(ID:hollischuang)】